Arduino Mothbot: 11 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 11:00

Šī projekta mērķis ir izstrādāt un izgatavot vienkāršu gaismas sekošanas robotu, izmantojot Arduino Duemilanove mikrokontrolleru plati. Es patiešām vēlējos dalīties ar robotu projektu, kas bija lēts, vienkārši uzbūvējams un kurā bija pilns instrukciju komplekts visām dažādajām darbībām. Es ceru, ka man tas ir izdevies, un es vēlētos saņemt komentārus par to, kā padarīt šo pamācību vēl labāku.

Šī robota dizains tika koncentrēts, izmantojot Massimo Banzi grāmatu "Darba sākšana ar Arduino" un publicēta vietnē [makezine.com Make]. Es arī izmantoju kodu servo palaišanai no projekta ar nosaukumu: Kā izveidot Arduino kontrolētu servo robotu (SERB). Arduino Mothbot kopumā ir diezgan ātri izveidojams robots. Pieņemot, ka jūs sākat ar visām daļām un jums nav jāimprovizē, projekta izveidei kopumā vajadzētu aizņemt kādu stundu. Tas ir, ja izpildāt norādījumus un nokopējat kodu. Tomēr, ja vienlaikus izveidojat tikai vienu funkciju un pārbaudāt, šis projekts varētu aizņemt ievērojami ilgāku laiku. Garākās trases priekšrocība ir tā, ka jūs, iespējams, uzzināsit daudz vairāk un izklaidēsities.

1. darbība: apkopojiet detaļas un rīkus

Šī robota būvēšana jums izmaksās aptuveni 80 USD pa daļām, ja jūs nekad iepriekš neko tādu neesat darījis. Izmaksas man bija ievērojami mazākas, jo man ir daudz elektronikas, no kuras strādāt. Tomēr es zinu, cik apgrūtinoši var būt mēģinājumi ievērot norādījumus, nezinot, kuras detaļas ir jāiegādājas, kur pasūtīt un cik viss maksās iepriekš, tāpēc es visu šo darbu esmu paveicis jūsu vietā. Kad visas detaļas ir kvadrātā, šī projekta veikšanai vajadzētu būt īsā laikā. Sekojiet šai saitei uz mana projekta wiki, lai iegūtu pilnu daļu sarakstu. Arduino Mothbot detaļu saraksts

Tagad, iespējams, vēlēsities iegūt dažus rīkus. Tā kā šajā projektā tiek izmantots bezlodēšanas maizes dēlis, jūs varat iztikt bez daudzām izsmalcinātām elektronikas iekārtām. Cerams, ka pārējās nepieciešamās lietas atradīsit garāžā: 1. adatas knaibles 2. stiepļu griezēji 3. skrūvgriezis ar plakanu galvu; 4. mazs skrūvgriezis (4-sānu) sešstūra uzgriežņu atslēga 6. Urbis 7. 1/16 ", 5/32" un 7/32 "urbji 8. Zāģis (pēc izvēles) 9. Aizsargbrilles Lūdzu, ievērojiet drošas metodes, lietojot elektroinstrumentus.

2. solis: plānošanas posms

Pirms es sāku šo projektu, es apskatīju Instructables daudzos citos projektos. Es arī pavadīju kādu laiku, lasot Masimo Banzi grāmatu "Darba sākšana ar Arduino". Gandrīz viss šajā projektā tiek veikts, izmantojot piemēru šajā vietnē vai grāmatā. Es izstrādāju projektu šādā veidā, cenšoties padarīt to pieejamu iesācēju robotiķim.

Plānošanas posmā es ne tikai apskatīju aparatūru un kodēšanu, bet arī veicu mājas elektronikas darbus. Es vēlējos šim projektam sastādīt vienkāršu elektronikas shēmu, lai es varētu sekot līdzi notiekošajam tā tapšanas laikā. Attēlā varat redzēt dažādas sastāvdaļas, elektropārvades līnijas un Arduino tapas. Cerams, ka tā ir skaidra diagramma un arī parāda, cik vienkārša ir šī projekta elektronika.

3. solis: Servo savienošana ar Arduino

Ja jūs gatavojaties izveidot robotu, pirmā lieta, ko jūs, iespējams, vēlēsities izstrādāt, ir panākt, lai tas kustētos. Visticamāk, jūs vēlaties to nosūtīt uz priekšu, atpakaļ, pa labi, pa kreisi un apturēt. Ja nevarat izdomāt, kā komandēt to pareizi pārvietoties, jūs, visticamāk, nevarēsit likt tai kaut ko darīt, pievienojot visus sensorus. Tālāk ir norādītas darbības, lai savienotu motoru ar Arduino.

1. Pirmā lieta, kas jādara, uzstādot bezlodēšanas maizes dēli, ir uzstādīt servo zemi (GND) un jaudu (+6V). Es izvēlējos uz tāfeles izmantot divas garās sloksnes, kas būtu vistuvāk Arduino. 2. Kad zeme un elektropārvades līnijas ir identificētas, pievienojiet Arduino plāksnes zemi zemējuma sloksnei uz bezlodēšanas maizes dēļa. Vēl nepievienojiet strāvu bez lodēšanas maizes dēļa. 3. Katram servo ir trīs vadi, kas no tiem iziet. Manējiem katram ir melns, sarkans un balts vads. Melns ir paredzēts zemei, sarkans - jaudai, bet balts - vadības vads. Katram tāda paša izmēra servo (tātad kopumā 6) nogrieziet trīs džempera vadus. 4. Piestipriniet džempera vadus pie servo vadu gala un pēc tam katru servo pie lodēšanas plātnes. 5. Tagad izmantojiet džemperus, lai savienotu zemi un strāvu no katra servo pie zemes un bez lodēšanas maizes plāksnes. 6. Tagad savienojiet vadības vadus no katra servo ar Arduino. Pievienojiet kreiso servo pie digitālās izejas (PWM) 3 un labo servo pie digitālās izejas (PWM) 11. 7. Visbeidzot, pievienojiet zemējumu un strāvu no 4AA baterijām pie lodēšanas plātnes zemējuma un strāvas. Neuztraucieties, ja servos sāk kustēties, kad jūsu Arduino nav enerģijas vai tas vēl nav ieprogrammēts. 8. Izmantojot kodu, tagad vajadzētu būt iespējai iedarbināt motorus uz priekšu, atpakaļ, pa kreisi vai pa labi, izmantojot iekļautās funkcijas.

4. darbība. Motoru pārbaude

Es domāju, ka ir svarīgi iekļaut dažus testa kodus, kurus izmantoju, saliekot Arduino Mothbot. Ja jūs interesē un vēlaties veltīt laiku, lai apdomātu, es domāju, ka jūs atradīsit šos koda fragmentus izglītojošus un noderīgus citos projektos. Pirms es ievietoju kodu zemāk, es vēlos informēt, ka tālāk minētais ir balstīts uz citu lielisku projektu ar nosaukumu Kā izveidot Arduino kontrolētu servo robotu (SERB). Es daudz iemācījos, sekojot šim pamācībai, un vēlos sniegt atzinību, kad tas pienākas.

github.com/chrisgilmerproj/Mothbot/blob/master/motor_test1.pde

5. darbība: ieslēgšanas/izslēgšanas pogas integrēšana

Tagad jūs, iespējams, vēlēsities ieslēgt un izslēgt robotu, nospiežot pogu. Arduino pats darbinās kodu bezgalīgā ciklā, līdz jūs to atvienosit no elektrotīkla, kas var būt diezgan nomākta, kad pievienojat savu robotu pie galda un tas sāk bēgt no jums! Pogas integrēšana ir lielisks solis šajā procesā, jo jūs arī uzzināsit, kā izmantot pogas citām lietām, piemēram, izveidot buferi, lai noteiktu, kad robots ietriecas sienā. Kā piezīmi, pamanīsit, ka es noņēmu servoservisus no bez lodēšanas maizes dēlis lielākajai daļai manu attēlu. Tas tikai palīdz padarīt attēlu skaidrāku, kad rādu dažādas darbības. Lai sāktu darbu, pirms jebkādu darbu veikšanas atvienojiet jaudu no servomotoriem. Atcerieties to darīt katru reizi, kad pievienojat kaut ko šim projektam.2. Tagad, iespējams, vēlēsities ieslēgt un izslēgt robotu, nevis to, ka robots nekavējoties sāks kustēties, kad pievienosit strāvu. Identificējiet sloksni, kas atrodas bez lodēšanas maizes dēļa pretējā pusē, lai darbinātu ieslēgšanas/izslēgšanas pogu (un vēlāk sensorus). Izmantojot garo džemperu vadu, pievienojiet strāvu (+5 V) no Arduino pie tikko identificētās sloksnes. Pievienojiet divus pārejas vadus īslaicīgajam slēdzim un pievienojiet vienu galu strāvas avotam (+5 V). Pievienojiet momentālā slēdža otru galu mazā sloksnē lodēšanas plātnes vidū.7. No tās pašas sloksnes pievienojiet 10K omu rezistoru sloksnei un otru galu zemē8. Visbeidzot, pievienojiet vadu no sloksnes ar slēdzi un rezistoru vienā galā un ievietojiet otru galu Arduino digitālajā ievadē 7. Tagad, izmantojot kodu, jums vajadzētu būt iespējai izmantot pogu, lai ieslēgtu un izslēgtu robotu. Ja jūs izmantojat kodu kopā ar gaismas diodi (13. digitālā izeja), jūs redzēsiet, ka borta LED ieslēdzas un izslēdzas kopā ar robotu. Tas ir lielisks veids, kā pārbaudīt Arduino kodu, ja ir atvienoti motori.

6. darbība: ieslēgšanas/izslēgšanas pogas pārbaude

Šis jaunais kods ietver informāciju par ieslēgšanas/izslēgšanas pogas izmantošanu un borta LED mirgošanu.

github.com/chrisgilmerproj/Mothbot/blob/master/motor_test2.pde

7. solis: Gaismas sensoru integrēšana

Kas būtu Arduino Mothbot, ja tam nebūtu gaismas sensoru? Šī vienkāršā projekta mērķis ir izveidot robotu, kas piesaistītu spilgtāko gaismu. Šim nolūkam mums būs jāintegrē daži gaismas sensori, kas pazīstami arī kā fotorezistori.

1. Vēlreiz pirms šīs darbības veikšanas atvienojiet jaudu no servomotoriem. 2. Gaismas sensoru iestatīšana tiks veikta divas reizes. Tas ir gandrīz tāds pats iestatījums kā īslaicīgais slēdzis. Patiesībā tas ir tāds pats iestatījums, taču šoreiz īslaicīga slēdža vietā jūs izmantosit gaismas sensoru (fotorezistoru). 3. Tā kā šis robots izmantos abus gaismas sensorus, lai izvēlētos braukšanas virzienu, ir ieteicams uzstādīt katru gaismas sensoru lodēšanas plātnes pretējās pusēs vai pēc iespējas tālāk viens no otra. 4. Pievienojiet vienu gaismas sensora galu (+5V) strāvas vadam, bet otru - nelielā sloksnē plāksnes centrā. 5. Pievienojiet 10k omu rezistoru tai pašai sloksnei, bet otru galu - zemei. 6. Tagad pievienojiet džemperis vadu no mazās sloksnes (kur ir pievienots foto rezistors un parastais rezistors) un pievienojiet otru galu analogā ieejā. 7. Savienojiet kreiso sensoru ar Arduino analogo ieeju 0 un labo sensoru pie analogās ieejas 1. 8. Tagad jums vajadzētu būt iespējai izmantot gaismas sensorus, lai pārvietotu servos.

8. solis: galīgais kods

Šeit ir galīgais kods, ko izmanto, lai palaistu Arduino Mothbot. Kodā esmu iekļāvis drukas paziņojumus Arduino seriālajā portā. Ja Arduino ir savienots, izmantojot datora USB portu, jums vajadzētu redzēt drukātos paziņojumus, kas norāda, uz kuru ceļu robots plāno doties. Iespējams, vēlēsities pielāgot gaismas sensora sliekšņa vērtību, lai precīzi noregulētu robota uzvedību. Slieksnis galvenokārt ir atkarīgs no jūsu sensoriem un apkārtējās gaismas, kurā atrodaties.

github.com/chrisgilmerproj/Mothbot/blob/master/mothbot.pde

9. solis: izveidojiet Mothbot ķermeni

Robots, kuru jūs veidojat, patiešām nav labs, ja vien tas nevar turēties kopā. Šī iemesla dēļ tam ir nepieciešams ķermenis. Es centos visu iespējamo, lai padarītu šo projektu pēc iespējas vienkāršāku. Tomēr, lai noskaidrotu pareizos mērījumus, jums pašiem būs nedaudz jāstrādā. Es iesaku vecuma veco "mērīt divreiz, samazināt vienu reizi" metodi.1. Robota korpuss ir izgatavots no nelielas papeles koka loksnes, kuru es nopirku datortehnikas veikalā līdz 6 "x 24" izmēram. Es samazināju raktuves līdz 6 "x 8", izmantojot zāģi, kas pieejams datortehnikas veikalā. Tālāk es urbju caurumus tāfeles priekšpusē, lai piestiprinātu servo kronšteinus katram servo. Šim nolūkam es izmantoju 5/32 "izmēra urbi.3. Es arī urbju caurumu plāksnes aizmugurē ritentiņa ritenim, kas līdzsvaro robotu. Šim nolūkam es izmantoju 7/32" izmēra urbi. Es izvēlējos izmantot nedaudz mazāku urbi, lai ar ritentiņa riteni varētu iegūt ciešu berzi, jo tā piestiprināšanai neizmantoju uzgriezni un skrūvi. Tad es piestiprināju kronšteinus pie plāksnes ar uzgriežņiem un skrūvēm. Tas tika darīts, izmantojot plakano skrūvgriezi un regulējamu uzgriežņu atslēgu.5. Pēc kronšteinu piestiprināšanas es pievienoju katru servo kronšteiniem ar uzgriežņiem un skrūvēm. 6. Visbeidzot, es iespiedu ritentiņa riteni veselumā.

10. solis: riteņu izgatavošana

Riteņi man bija sarežģīta problēma. Man tiešām bija daži sertificēti robotu riteņi, bet es sapratu, ka tie ir a) pārāk smagi un b) man nebija iespējas tos piestiprināt pie saviem izvēlētajiem servos. Toreiz atcerējos, ka līdzīgā projektā vidusskolā izmantoju burku vākus. Tāpēc tas devās uz veikalu, meklējot piemērotu robotu riteņu alternatīvu. Katrs ritenis ir izgatavots no vāka no Ziploc Twist 'n Loc konteinera. Citi labi vāki ir uz zemesriekstu sviesta burkām vai citiem pārtikas produktiem. Es neatbalstu pārtikas izšķērdēšanu, bet ietaupiet vākus, un jūs varētu atrast vienu, kas ir piemērots jūsu robota projektam. Atlikušos konteinerus izmantoju savākto detaļu turēšanai. Pirmā lieta, ko es izdarīju, bija izvēlēties servo ragu, kuru gribēju riteņiem. Es izvēlējos tos, kuriem bija četri ragi un kas bija iekļauti manos servos, kad tos iegādājos. Pirms kaut ko darāt, izurbiet caurumu riteņa centrā. Es iesaku to darīt ar 5/32 collu urbi. Jums tas būs nepieciešams, lai jūs varētu piekļūt pie skrūves, kas savieno ragu ar servo. servo, lai savienotu vākus ar ragiem. Tas varētu būt vieglāk, ja caur vāku iepriekš izurbtu sīkus caurumus, kā es to izdarīju. Šim nolūkam es izmantoju 1/16 collu urbi. Bet esiet piesardzīgs, urbt cauri šai plastmasai ar smagu urbi un nelielu gabaliņu var būt grūti. Tagad pievienojiet ragus servos, izmantojot mazo Phillips (4-sided) skrūvgriezi. Visbeidzot, aptiniet gumijas lentes ap katru riteni, lai nodrošinātu lielāku saķeri. Gumijas es dabūju no pārtikas preču veikalā iegādātajiem produktiem. Cerams, ka jums ir daži, kas guļ apkārt.7. Šajā brīdī jāsamontē viss korpuss un riteņi.

11. solis: pabeigt Arduino Mothbot

Saliekot korpusu un riteņus, ir viegli novietot Arduino un bez lodēšanas maizes dēli tieši virs robota korpusa. Pārliecinieties, vai joprojām varat sasniegt Arduino USB ieeju, ja jums ir jāmaina programmēšana. Es izmantoju kādu melnu elektrisko lenti zem katras, lai tos pielīmētu pie ķermeņa. Elektrisko lenti ir viegli noņemt un tā diezgan labi turas.1. 1. Līmējiet Arduino un bez lodēšanas maizes dēli uz jūsu izveidotā robota korpusa augšdaļas. Vēlreiz izmantojot lenti, ir ieteicams savienot korpusu ar 4AA baterijas turētāju un 9V akumulatoru. Pārliecinieties, ka vadi sasniedz.3. Savienojiet servo vadus ar bezlodēšanas maizes dēli, ja tos iepriekš esat noņēmis. Pievienojiet Arduino jaudu5. Pievienojiet servomotoru 6. Tagad novietojiet robotu uz zemes un nospiediet ieslēgšanas/izslēgšanas slēdzi! Tagad tam vajadzētu atdzīvoties un tramdīt gaismu pa istabu:) Kā nākotnes papildprojektu es iekļautu vienkāršu buferi vai sienas sensoru. Tas būtu slēdzis, līdzīgi kā šajā projektā izmantotā ieslēgšanas/izslēgšanas poga. Tomēr, nospiežot pogu, tas robotam liks mainīt virzienu, pagriezties pa kreisi vai pa labi un turpināt programmu. Kad tas ir pabeigts, šis robots būtu lieliska maza testēšanas platforma citiem sensoriem un ierīcēm.